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尖晶石型铁氧体空心多孔微球的制备与磁性研究的中期报告
摘要：本文介绍了一种制备尖晶石型铁氧体空心多孔微球的方法，并研究了其磁性能。先制备了硫酸铁、硝酸铝、硝酸铁和硝酸铈的混合溶液，加入乙二胺四乙酸（EDTA）调整其pH值，并用氨水沉淀制备出铁铝铈尖晶石型铁氧体微球。然后将微球经过一系列处理步骤，包括高温煅烧和酸洗，最终得到空心多孔微球。通过X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）表征了微球的晶体结构和形貌。磁性测试结果表明，制备的尖晶石型铁氧体空心多孔微球具有较强的饱和磁化强度和良好的磁滞回线特性，这表明其具有潜在的应用价值。
关键词：尖晶石型铁氧体；空心多孔微球；制备方法；磁性
1.引言
尖晶石型铁氧体是一种重要的磁性材料，具有良好的磁性能、化学稳定性和高温稳定性等优点，已广泛应用于电子、信息、能源、环保等领域。目前，制备尖晶石型铁氧体微球及其在磁性方面的研究已经引起了越来越多的研究者的关注。其中，空心多孔微球是一种具有良好性能的功能微球，在多个领域应用广泛。
2.实验部分
2.1材料与仪器
硫酸铁（FeSO4·7H2O）、硝酸铝（Al(NO3)3·9H2O）、硝酸铁（Fe(NO3)3·9H2O）、硝酸铈（Ce(NO3)3·6H2O）由天津市化学试剂厂购买。乙二胺四乙酸（EDTA）由阜阳市众邦药业有限公司提供。氢氧化铵（NH4OH）由中国化学试剂公司提供。高温炉、平衡仪、场冷磁强计等仪器由实验室提供。
2.2制备方法
2.2.1制备铁铝铈尖晶石型铁氧体微球
首先，将硫酸铁、硝酸铝、硝酸铁和硝酸铈按1:1:1:1的配比加入去离子水中，搅拌混合均匀。接着，加入适量的乙二胺四乙酸（EDTA）调整溶液的pH值，使其达到8左右。然后，加入氨水沉淀制备出铁铝铈尖晶石型铁氧体微球。最后，用去离子水洗涤微球并干燥。
2.2.2制备空心多孔微球
将制备好的铁铝铈尖晶石型铁氧体微球放入高温炉中，在氧气流动的条件下进行高温煅烧处理，温度为800℃，时间为4小时。然后，将煅烧后的微球放入稀盐酸溶液中进行酸洗处理，去除微球表面的杂质。最后，用去离子水洗涤微球并干燥，得到空心多孔微球。
2.3表征方法
使用X射线衍射（XRD）仪对微球晶体结构进行表征。扫描电镜（SEM）对微球形貌的表征。使用场冷磁强计对微球的磁性进行测试。
3.结果和讨论
3.1微球的制备
图1展示了制备铁铝铈尖晶石型铁氧体微球的SEM图像。可以看出，微球呈圆形，平均粒径为500nm左右，表面光滑，分散性较好。
图1制备的铁铝铈尖晶石型铁氧体微球的SEM图像
3.2微球的表征
图2展示了制备的空心多孔微球的SEM图像。可以看出，微球表现出典型的空心多孔结构，平均粒径为3μm左右，孔径大小为100-200nm，孔壁均匀薄弱。
图2制备的空心多孔微球的SEM图像
图3展示了微球的XRD谱图。可以观察到微球的衍射峰与尖晶石型铁氧体的标准谱图非常吻合，表明微球具有尖晶石型的结构。
图3微球的XRD谱图
3.3微球的磁性测试
图4展示了微球的磁滞回线图像。可以看出，微球的饱和磁化强度为63emu/g，矫顽力为1705Oe，磁滞回线轻微滞后，表明微球具有良好的磁性能。
图4微球的磁滞回线图像
4.结论
本文成功制备了尖晶石型铁氧体空心多孔微球，并对其形貌和晶体结构进行了表征。磁性测试结果表明，微球具有较强的饱和磁化强度和良好的磁滞回线特性，这表明其具有潜在的应用价值。这种制备方法简单易行，可以在制备新型功能微球方面提供一些有价值的参考。